Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CNC-Fräse (Obenliegende Gantry) Zwei Spindeln elektrisch "synchronisieren"


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von Dominik (Gast)


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Hallo,
ich habe ein etwas älteres Projekt wieder aufleben lassen und bin gerade 
mitten im Bau meiner CNC-Fräse.

X und Z-Achse sind fast fertig, Sorgen macht mir noch die Y-Achse, diese 
soll beidseitig über Kugelumlaufspindeln angetrieben werden (Spindeln 
1605 sind auch schon im Bestand). Angetrieben werden sollen alle 4 
Spindeln mit Nema23 Steppern, 3Nm (ebenfalls schon am Lager).

Aber wie beide am besten "synchronisieren", damit sich das Portal nicht 
verzieht? Dabei schweben mir jetzt nicht unbedingt "Schrittverluste" 
vor, eher der einseitige Ausfall eines Treibers, Kabelbruch o.ä.
Der schlimmste Fall wäre wohl einseitig wird angetrieben und auf der 
anderen Seite liefert der Treiber Haltestrom weil z.B. kein Takt anliegt 
oder Richtungssignal abgerissen, etc...

Auf Grund des obenliegenden Gantry-Designs und der Vermeidung einer 
radialen Belastung der Spindelenden würde ich ungern über einen 
Zahnriemen synchronisieren. Auch wäre die Riemenführung dann sehr 
unästhetisch.
Abgesehen davon, dass dann wohl nur ein Motor in der Mitte besser wäre.

Da Hohlwellen-Drehgeber mit akzeptablen Auflösungen zur "exakten" 
Positionsermittlung im Moment nicht wirklich ins Budget passen, habe ich 
mir folgendes überlegt und würde das mal offen zur Diskussion stellen:

Meine Schrittmotore haben zwei Wellenenden rausgeführt. Folgende 
Drehgeber sind auch recht günstig zu beschaffen:

http://www.ekt2.com/pdf/96_ROTARY_ENCODER_HN38-06-N.pdf

Die 400 Pulse reichen zwar nicht um die Position "exakt" zu erfassen,
wären aber hinreichend genau um eine Beschädigung am Portal zu 
vermeiden. (Bei einer Spindelsteigung von 5mm entspricht ein Puls 
1,25/100mm). Wenn ich nun die Pulse auf beiden Seiten über einen 
separaten (weil sicherheitsrelevanten) µC mitzähle und vergleiche könnte 
man ja bei einer Differenz von >=2 Schritten z.B. die Enable-Eingänge 
der Endstufen abschalten und ein Not-Halt Signal an den Hauptkontroller 
ausgeben.

Damit würde da Portal dann rechnerisch um maximal 0,003° "verkanten" und
da wird die Steigungsabweichung zwischen den beiden Spindeln schon um 
Potenzen schlimmer sein.

Soweit der aktuelle Stand meines Brainstormings...

Wie habt ihr das bei Euren Fräsen gelöst?

Gruß Dominik

von Route_66 H. (route_66)


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Dominik schrieb:
> Da .... und....nicht wirklich ins Budget passen, habe ich
> mir folgendes überlegt und würde das mal offen zur Diskussion stellen:

Sparen und dann richtig machen.

von Michael B. (laberkopp)


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Dominik schrieb:
> Wie habt ihr das bei Euren Fräsen gelöst?

Zahnriemen.

Synchronisieren ist immer Scheisse:

Wenn man den Strom abstellt, springt ein Schrittmotor zur einen oder 
anderen Rastposition, je nach Zugbelastung.

Schaltet man dann wieder ein, springt er erneut, nun in die angesteuerte 
Vollschrittposition.

So addieren sich die Fehler bis der ganze Kram schräg steht und klemmt.

Wenn man das elektronisch verhindern will, braucht man keine 
Incrementalencoder, sondern Absolutwertencoder, zumindest absolut über 
den Bereich eines Vollschritts, und sauberen Code beim einschalten der 
erst mal die Lage korrigiert, was die üblichen G-Code-Router nicht tun.

Dominik schrieb:
> Wenn ich nun die Pulse auf beiden Seiten über einen
> separaten (weil sicherheitsrelevanten) µC mitzähle und vergleiche könnte
> man ja bei einer Differenz von >=2 Schritten z.B. die Enable-Eingänge
> der Endstufen abschalten und ein Not-Halt Signal an den Hauptkontroller
> ausgeben.

Ein ausreichend dimensionierter Schrittmotor verliert in Betrieb keine 
Schritte, auf diese Kontrolle kannst du also verzichten.

Es geht um den Moment der Aus-zeit und des Einschaltens.

von Thomas (Gast)


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Dominik schrieb:
> Wie habt ihr das bei Euren Fräsen gelöst?

Eine Steuerung nehmen, welches einen Gantry bedienen kann.
Das bei der Referenzfahrt die Motoren ausrichtet.

NCDriveXT Basic.
www.4cam.de


Gruß Thomas

von georg (Gast)


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Dominik schrieb:
> könnte
> man ja bei einer Differenz von >=2 Schritten z.B. die Enable-Eingänge
> der Endstufen abschalten und ein Not-Halt Signal an den Hauptkontroller
> ausgeben.

Es kann leicht sein, dass das öfter passiert, was dann ziemlich auf die 
Nerven geht - besser wäre es, im Betrieb den Unterschied auszugleichen. 
Bei solchen "elektronischen Getrieben" werden die Motoren so 
angesteuert, dass sie immer die gleiche Winkelstellung haben.

Man muss also die Möglichkeit haben, auf Anforderung beim einen oder 
anderen Motor einen Schritt auszulassen, der Rest ist Software.

Georg

von Dominik (Gast)


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Route 6. schrieb:
> Sparen und dann richtig machen.

Dem stimme ich gewöhnlich zu, allerdings habe ich diesmal nur den Fokus 
auf die Komponenten gelegt, die für mich später schlecht korrigierbar 
sind wie Führungen, Spindeln und Anlageflächen... Andere Encoder, 
Closed-Loop, alles
Sachen, die man nachrüsten kann, bei schlechten Führungen hilf meist nur 
ne neue Fräse...

Michael B. schrieb:
> Wenn man das elektronisch verhindern will, braucht man keine
> Incrementalencoder, sondern Absolutwertencoder, zumindest absolut über
> den Bereich eines Vollschritts, und sauberen Code beim einschalten der
> erst mal die Lage korrigiert, was die üblichen G-Code-Router nicht tun.

Ich hatte über Anbaumessschieber nachgedacht, allerdings lösen die mein 
Problem nicht, weil die Daten doch etwas langsam über die üblichen 
Schnittstellen wandern.
Die Problematik mit der Einschaltstellung hatte ich auf dem Schirm und 
wollte mir die getrennte Ansteuerung der beiden Motoren sogar zu nutze 
machen um ggf. den 90° Winkel zwischen X und Y nachzujustieren indem das
Portal beidseitig Endschalter bekommt.

Thomas schrieb:
> NCDriveXT Basic.
> www.4cam.de
Das guck ich mir auf jeden Fall nochmal genauer an.

Michael B. schrieb:
> Ein ausreichend dimensionierter Schrittmotor verliert in Betrieb keine
> Schritte, auf diese Kontrolle kannst du also verzichten.

Das, wie gesagt, denke ich wird auch das kleinste Übel sein, der 
einseitige Ausfall eines Antriebs macht mir Sorgen, eben weil die 
Motoren schon recht kräftig sind.

georg schrieb:
> Man muss also die Möglichkeit haben, auf Anforderung beim einen oder
> anderen Motor einen Schritt auszulassen, der Rest ist Software.

Grundsätzlich könnte man natürlich anstatt den Not-Halt zu proben auch 
die Schrägstellung versuchen zu korrigieren, allerdings gehe ich davon 
aus, dass wenn die Achsen nicht mehr synchron stehen 
höchstwahrscheinlich ein schwerwiegender Fehler vorliegt. Auch sehe ich 
das Problem, dass wenn es einseitig Abweichungen gibt, eine Korrektur 
der anderen Seite wahrscheinlich einen Versatz zwischen Werkzeug und 
Bauteil bedeutet.

Vllt.sollte ich noch dazu sagen, dass die Fräse vordringlich für Alu zum 
Einsatz kommt und ich noch guter Dinge bin, dass auch Automatenstahl 
funktionieren wird.

Gruß Dominik

von Uwe (Gast)


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Hi,
so als Billigvariante könnte man doch über 2 10-Gang Potis in einer 
Brücke nachdenken. Über einen OV + ADC wäre die Achskorrektur in 
Software gut möglich.

Viel Erfolg, Uwe

von Bastler (Gast)


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Ich fahre das Portal nach dem erstmaligen Einschalten in den 
mechanischen Anschlag, dann ist alles wieder rechtwinklig ausgerichtet.

von Gabriel M. (gabse)


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Dominik schrieb:
> der einseitige Ausfall eines Treibers, Kabelbruch o.ä.

Motoren in Reihe an einem treiber?

von Dominik (Gast)


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Uwe schrieb:
> Hi,
> so als Billigvariante könnte man doch über 2 10-Gang Potis in einer
> Brücke nachdenken. Über einen OV + ADC wäre die Achskorrektur in
> Software gut möglich.
>
> Viel Erfolg, Uwe

Ist in der Tat eine gute Idee,
hab ich mal so mit einem Nadelventil gemacht, allerdings ist der 
Verfahrweg hier etwas über 500 mm, macht 100 Umdrehungen, es war auch 
immer etwas tricky die potis einzumessen, da auch die linearen nicht 
ganz so linear sind.

Bastler schrieb:
> Ich fahre das Portal nach dem erstmaligen Einschalten in den
> mechanischen Anschlag, dann ist alles wieder rechtwinklig ausgerichtet.

Brutal! Na ja, sind bei 3nm und 5 mm steigung 34kg pro Seite, also 
sicher nicht so tragisch :-)
Aber genug um das portal auf den Schlitten zu verdrehen...

Gabriel M. schrieb:
> Dominik schrieb:
> der einseitige Ausfall eines Treibers, Kabelbruch o.ä.
>
> Motoren in Reihe an einem treiber?

Ist es tatsächlich so einfach?
Wie verhalten die sich in Reihe beim Mikroschrittbetrieb? Außer dass die 
Spannung verdoppelt werden muss?

Gruß Dominik

von Peter H. (peterhofbauer)


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Hallo,
die beiden Motoren benötigen je einen eigenen Treiber.
Totalausfall kann man am einfachsten an der Stromaufnahme des Treiber 
erkennen.
Gruß Peter

von Stephan (Gast)


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Ich habe auch eine obenliegende Gantry. Ohne Bestromung sollte das 
Portal steif genug sein um gerade zu liegen. Ich synchronisiere momentan 
nicht. Die achsen laufen einzeln. Allerdings will ich später umbauen, so 
das eine Achse als Slave unter Mach3 läuft. Dann wird sie nachgeführt. 
das bedingt aber das beide eine eigene Erkennung der Nullposition ahben. 
Dazu habe ich Reflexkoppler genommen. Diese lassen sich mit 
Stellschraube verschieben.

von Pieter (Gast)


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moin moin,

als Messpunkte die Spindel zu nehmen ist ungünstig.
Lokal auf der Traverse messen ist ortsunabhängig.
Dazu "einfach" auf einer Seite einen Laserpointer anbauen, der auf der 
anderen Seite auf 2 Fotoelemente leuchtet.
Wird durch Krafteinwirkung der Traverse aus der ortogonalen Lage 
verdreht, kann über die 2 Fotoelemente bestimmt werden, wie 
gegengesteuert werden muss. Dazu kommt auf einer Seite ein Schritt zum 
Ausgleich extra.

VG
Peter

von Harald W. (wilhelms)


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Dominik schrieb:

> Ich würde ungern über einen
> Zahnriemen synchronisieren.

Dann nimm doch eine Welle mit zwei Kegelräder.

von Stephan (Gast)


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Pieter schrieb:
> moin moin,
>
> als Messpunkte die Spindel zu nehmen ist ungünstig.
> Lokal auf der Traverse messen ist ortsunabhängig.
> Dazu "einfach" auf einer Seite einen Laserpointer anbauen, der auf der
> anderen Seite auf 2 Fotoelemente leuchtet.
> Wird durch Krafteinwirkung der Traverse aus der ortogonalen Lage
> verdreht, kann über die 2 Fotoelemente bestimmt werden, wie
> gegengesteuert werden muss. Dazu kommt auf einer Seite ein Schritt zum
> Ausgleich extra.
>
> VG
> Peter

So geht es natürlich auch ! Muss ich mir mal kostruktiv durch den Kopf 
gehen lassen.
Dauert bei mir aber noch etwas. Der Hausumbau ist nicht mal zu 50% 
fertig.

von Michael B. (laberkopp)


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Pieter schrieb:
> Dazu "einfach" auf einer Seite einen Laserpointer anbauen, der auf der
> anderen Seite auf 2 Fotoelemente leuchtet.

Es wird hier immer abstruser.

Wo soll denn der sich mit bewegende Laserpointer befestigt sein, wenn 
nicht an der Traverse ?
Und wenn die sich verdreht, zeigt auch der Laser in die verdrehte 
Richtung, und damit immer noch genau zwischen die Photodioden die am 
anderen Ende der Travser montiert sind, wo auch sonst, denn die Traverse 
wird sich zunächst mal nicht VERBIEGEN.

Bitte bleib bei deinem Legobaukasten, von Mechanik hast du keine Ahnung.

Es gibt überhaupt keinen Grund, eine Gantry zu überwachen, wenn die 
Schrittmotoren ausreichend ausgelegt und angesteuert sind, dann 
verlieren sie nämlich keine Schritte, und sind sie nicht ausreichend, 
ist die ganze Konstruktion Murks, ein Schrittverlust führt bei 
nicht-orthoganalen Fräsbahnen zu fehlerhaft gefräster Oberfläche, da 
kann man nicht nachträglich korrigieren, der Ditscher ist drin.

Ausserdem, wenn ein Schrittmotor erst mal aus dem Tritt kommt, kann man 
nicht einfach einen Schritt nachschieben, schliesslich fährt der Motor 
normalerweise so schnell, daß er eine Beschleunigungs- und Abbremsrampe 
benötigt um die Masseträgheit zu schaffen, und hat es schon beim letzten 
Schritt nicht geschafft, warum also bei diesem zeitlich mittenrein 
hauenden und damit doppelt so schnellen Schritt ? Man müsste beide 
Motoren stoppen und neu beschleunigen und hat dann nicht einen sondern 
hunderte Schritte Fehler im System. Vergesst einfach die ganze Theorie 
daß Schrittmotorfehler korrigierbar wären. Sie dürfen nicht auftreten. 
Punkt.

: Bearbeitet durch User
von Harry (Gast)


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Miss doch AN den Motoren, ob die Strompulse kommen. Die 
Wahrscheinlichkeit, daß ein Motor selber defekt ist, ist recht gering.

von Stephan (Gast)


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Michael B. schrieb:
> o soll denn der sich mit bewegende Laserpointer befestigt sein, wenn
> nicht an der Traverse ?

zb. an der Seitenwange

Michael B. schrieb:
> denn die Traverse
> wird sich zunächst mal nicht VERBIEGEN.

Das nicht aber beim Einschalten rasten die Motoren in die nächste 
Vollschrittposition und die Richtung ist nicht definiert. Daher ist es 
sinnvoll die Achsen zu synchroniesieren.

Michael B. schrieb:
> da
> kann man nicht nachträglich korrigieren, der Ditscher ist drin.

Darum geht es auch nicht, sondern um den Ausgleich beim Anfahren der 
Referenzposition VOR dem Fräsjob. Aber vielleicht bist Du mit Deinem 
Lego noch nicht so weit gekommen, das es notwendig wäre.

Michael B. schrieb:
> Bitte bleib bei deinem Legobaukasten, von Mechanik hast du keine Ahnung.

Naja er hat Seine Fräse selbst gebaut und die Steuerung selbst 
programmiert. Aber nicht mit Lego. Er swis schon wovon er redet.
Du solltest vielleicht auch mal über deinen Tellerrand schauen.

von Pieter (Gast)


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das ist schön :
laberkopp
Nomen est omen

nur zur Info:
Habe jahrelang Portalkrane ( https://de.wikipedia.org/wiki/Portalkran ) 
im Seehafen gewartet.

>>Traverse wird sich zunächst mal nicht VERBIEGEN.

Das ist nur eine Frage der einwirkenden Kraft.
Und ob die im Vorfeld ausreichend groß angesetzt ist?

von Dominik (Gast)


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Peter H. schrieb:
> die beiden Motoren benötigen je einen eigenen Treiber.

Stephan schrieb:
> Ohne Bestromung sollte das
> Portal steif genug sein um gerade zu liegen.

Sehe ich auch so, was wie gesagt zu dem befürchteten Problem führt, dass 
eigentlich nur dann auftritt wenn einer "blockiert".
Wenn er nicht bestromt ist, wird er mir leichtem Versatz mitgezogen, 
dass
wäre weniger tragisch.

Pieter schrieb:
> Dazu "einfach" auf einer Seite einen Laserpointer anbauen, der auf der
> anderen Seite auf 2 Fotoelemente leuchtet.

Ja, die Anführungsstriche sind berechtigt, es bedarf sicher ein paar 
technischer Raffinessen um da einen Versatz von ein paar Hundertstel mm 
auszumachen, insbesondere, da sich mein Portalbalken wahrscheinlich 
unbeeindruckt zeigen wird, der ist als Torsionskasten mit hochfestem Alu 
ausgeführt und ist zusätzlich mit ner 20mm Stahlplatte aus C45 
verstärkt...   Die Verdrehung würde ich wohl gegen das Gestell messen 
müssen, da das schwächste Glied die 25er Linearführungen und Ihre 4 
Wagen sind.

Michael B. schrieb:
> Vergesst einfach die ganze Theorie
> daß Schrittmotorfehler korrigierbar wären. Sie dürfen nicht auftreten.
> Punkt.

Werden Sie auch nicht auf Grund von Überlastung. Wie gesagt, meine Sorge 
ist der Ausfall eines Motors auf einer Seite, schlimmstenfalls mit 
"Haltestrom".

Harry schrieb:
> Miss doch AN den Motoren, ob die Strompulse kommen. Die
> Wahrscheinlichkeit, daß ein Motor selber defekt ist, ist recht gering.

Ja, das ist zwar komplizierter aber auch denkbar! (Wobei ich glaube, 
dann nehme ich doch eher die 2 Encoder im Eingangspost für 20€ aus 
Fernost) :-)

Pieter schrieb:
> Das ist nur eine Frage der einwirkenden Kraft.
> Und ob die im Vorfeld ausreichend groß angesetzt ist?

Das wäre ein guter Aufhänger um Mal die ganzen Überlegungen zum 
Flächenmoment 2. Grades bei unterschiedlicher Materialpaarung 
rauszukramen... Oder besser auch nicht, dann wird mir nur wieder übel 
und das ursprüngliche Thema rückt in weite Ferne...

Also bislang gefiel mir der Vorschlag mir der Reihenschaltung fast am 
Besten, allerdings kann ich die Motoren dann nicht separat fahren und 
habe einen Treiber mit doppeltem Spannungsbedarf bei ungeklärten 
Auswirkungen auf den Mikroschrittbetrieb - scheint vorerst keine Option 
zu sein.

Die Encoder auf der 2. Wellenachse des Schrittmotors würden zumindest 
das "gegeneinander" arbeiten erkennen, fällt eine Wellenkupplung o.ä. 
aus, ist das nicht zu detektieren, eigentlich müssten die Encoder auf 
die andere Seite der Spindel, aber da ist keine Montagemöglichkeit. 
Zusätzlich bleibt das Problem der ggf. unterschiedlichen Spindelsteigung 
(Toleranz), was notfalls noch mit Teach-In lösbar wäre...

Eine beidseitige Lasermessung zwischen Grundgestell und Portal wäre 
natürlich top, aber für Lasersensoren die das zu leisten vermögen kann 
ich eine komplette Fräse kaufen (Ich arbeite im QM-Bereich und habe 
schon einige in der Hand gehalten).

Anbaumesschieber sind wie gesagt zu langsam, wären für´s Teach-In und 
die Positionskontrolle aber wiederum "nice to have"...

Allmählich dämmert mir, es wird wohl eher eine Entscheidung Risiko oder 
"Sparen" werden, aber auch dann wüsste ich jetzt noch nicht 100% welcher 
Ansatz dann am Besten ist.

Eine kleine Bitte hätte ich noch: Der Wissens- und Erfahrungsstand der 
unterschliedlichen Forenteilnehmer ist ebenfalls unterschiedlich. Es 
wäre schade den Thread, wie so viele zuvor, zunichte zu machen um einen 
Schlagabtausch durchführen zu können. Grundsätzlich sind alle Ideen 
erstmal gut, manchmal benötigen Sie einer Verfeinerung, manchmal werden 
Sie verworfen. Und wenn Sie dann im aktuellen Projekt nicht 
untergebracht werden kommt irgendwann der Tag wo die Idee vllt. zu einer 
anderen Lösung passt und dort sogar vllt. den Königsweg darstellt. Denn 
auch ich muss mir öfter vor Augen halten, dass die starren 
Vorgehensweisen, die man gelernt hat gelegentlich besser durch 
Kreativität gelöst werden könnten.

Also bitte weiterhin alle Ideen posten. Danke!

Gruß Dominik

von Sven J. (svenj)


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Moin,

hätte noch einige AEDA-3300-TBK abzugeben.

Älter, aber lösen 30k Schritte pro Umdrehung auf.

Interesse?

--
 SJ

von Stephan (Gast)


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Sven J. schrieb:
> aber lösen 30k Schritte pro Umdrehung auf

alter Schwede.

von Michael B. (loetmichel)


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Ich würde es überhaupt nicht elektronisch synchronisieren Du addierst 
nur "point of failure"s statt sie zu eleminieren. Entweder Zahnriemen 
oder Königswelle.

http://www.cyrom.org/palbum/main.php?g2_itemId=7080&g2_imageViewsIndex=1
http://www.cyrom.org/palbum/main.php?g2_itemId=7086&g2_imageViewsIndex=1

http://www.cyrom.org/palbum/main.php?g2_itemId=4594&g2_imageViewsIndex=1

Die sorgen mit der seitlichen belastung kannst Du vergessen wenn du die 
riemen/wellen "mit Spiel" machst. auf einen halben Zahn des Riemenrades 
pro Seite kommts ja nicht an wenns nur das Zerreissen des Portals 
verhindern soll.

Im übrigen ist genau jene Maschine aus den Bildern verreckt als der 
Käufer sie ein paar monate mit einem Treiber auf einen Stepper betrieben 
hat, weil der Andere gestorben war. Nach 2 monaten (!) is der Zahnriemen 
gerissen und
dann hat die funktionierende Spindel das Portal schiefgezogen und 
geknackt.

Michael.

von Dominik (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Die sorgen mit der seitlichen belastung kannst Du vergessen wenn du die
> riemen/wellen "mit Spiel" machst. auf einen halben Zahn des Riemenrades
> pro Seite kommts ja nicht an wenns nur das Zerreissen des Portals
> verhindern soll.

Michael B. schrieb:
> Im übrigen ist genau jene Maschine aus den Bildern verreckt als der
> Käufer sie ein paar monate mit einem Treiber auf einen Stepper betrieben
> hat, weil der Andere gestorben war. Nach 2 monaten (!) is der Zahnriemen
> gerissen und
> dann hat die funktionierende Spindel das Portal schiefgezogen und
> geknackt.

Also lautet der Vorschlag Riemen oder Welle nicht zur Synchronisation 
sondern mit gleich mit nur einem Motor?

Zahnriemen gefällt mir nicht so gut, bei der Portalbreite kommt dann die 
Steigungsabweigung vom Zahnriemen noch zu den Abweichungen der Spindeln.
wenngleich diese auch vernachlässigbar klein sein wird. Allerdings 
wollte ich mir auch die radiale Belastung ersparen. Das wäre zumindest 
bei einer Welle (größtenteils) gegeben. Vorteil Riemen ist natürlich bei 
entsprechender Vorspannung und geeignetem Profil die Spielfreiheit.
Bei der Welle mache ich mir dann allerdings wieder etwas mehr Sorgen um 
das generelle Spiel: Vollschritt bei 5mm sind 0,025mm Weg (1,8°), das 
wäre mir schon zu viel Spiel wenn bei einem 200er Kegelrad ein Zahn 
"fehlen" würde. Die Oberflächen sehen dann bei Richtungswechseln auch 
eher mau aus.

Was ich jetzt auf den Bildern nicht gesehen habe ist welche Spindeln da 
im Einsatz sind? Trapez? (Ich habe Kugelgewinde, die sind im allgemeinen 
nicht selbsthemmend).

Sven J. schrieb:
> Moin,
>
> hätte noch einige AEDA-3300-TBK abzugeben.
>
> Älter, aber lösen 30k Schritte pro Umdrehung auf.
>
> Interesse?

Ok, falls es mir irgendwie gelingen sollte das Signal zu verarbeiten, 
wäre die Lösung natürlich allererste Sahne, theoretisch könnte ich damit 
beide Motoren über den ganzen Bereich so fahren, dass das Portal 
"gerade" bleibt.
Ist die Steigungsabweichung bei beiden Spindeln konstant und linear 
"easy going", ansonsten wird das ne verdammte große unsigned long 
look_up_table[3000000] :-)
Respektive unsigned long lut[2][3000000] um auch gleich noch die 
Spindelabweichungen zu kompensieren ;-)
Das müsste ich dann auf jeden Fall auf den Steuer-PC auslagern.

von Peter (Gast)


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Dominik schrieb:
> Brutal! Na ja, sind bei 3nm und 5 mm steigung 34kg pro Seite, also
> sicher nicht so tragisch :-) Aber genug um das portal auf den Schlitten
> zu verdrehen...

Glaub du hast eine Null vergessen.
3Nm x 2 x Pi / 0,005m = 3770 N
Beim Wirkungsgrad von ca. 0,8 komme ich da auf ca 307 kg

von Peter (Gast)


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So da ich ja nicht nur korrigieren will sondern auch einen produktiven 
Beitrag leisten... Ich habe auch gerade eine Portalfräse konstruiert und 
gebaut. Nachdem ich bei YouTube die Maschinen von Alex CNC und Sebastian 
End gesehen habe, habe ich mich auch für nur eine KGS entschieden. Die 
von Sebastian End vorgestellten JMC Ihsv57 sind Servos die wie ein 
Schrittmotor angesteuert werden. Nachteil ist die Parametrierung ist 
sehr aufwendig. JMC Ihss57 lassen sich genau so ansteuern, sind aber 
leichter zu parametrieren. Beide haben einen Alarmausgang und melden 
können einen Fehler erzeugen wenn die gewünschte Position nicht erreicht 
wurde. Kosten mäßig recht interessant und sehr leistungsstark

von Dominik (Gast)


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Peter schrieb:
> Dominik schrieb:
>> Brutal! Na ja, sind bei 3nm und 5 mm steigung 34kg pro Seite, also
>> sicher nicht so tragisch :-) Aber genug um das portal auf den Schlitten
>> zu verdrehen...
>
> Glaub du hast eine Null vergessen.
> 3Nm x 2 x Pi / 0,005m = 3770 N
> Beim Wirkungsgrad von ca. 0,8 komme ich da auf ca 307 kg

Schuldig, da kann ich mich nicht rausreden...

War mir irgendwie beim schreiben schon so komisch wenig, hatte fast 
angst mich verkonstruiert zu haben, mit dem schub haette man stahl ja 
bestenfalls gravieren können ;-)

von Michael B. (loetmichel)


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Dominik schrieb:

> Also lautet der Vorschlag Riemen oder Welle nicht zur Synchronisation
> sondern mit gleich mit nur einem Motor?

Nein, der Vorschlag lautete 2 Motoren und mechanische Synchronisierung 
per Welle oder Riemen. Das mit dem "kaputt nach 2 Monaten" war nur ein 
Hinweis darauf daß man den Verschleiss an den reimen gerne überschätzt.

Der Sync-Riemen muss ja im normalbetrieb keienrlei Kräfte aufnehmen, der 
läuft "leer" mit. Deshalb ist da auch jeglisches Spiel egal solange es 
insgesamt kleiner als 4/2 Vollschritte der Stepper ist.

> Was ich jetzt auf den Bildern nicht gesehen habe ist welche Spindeln da
> im Einsatz sind? Trapez? (Ich habe Kugelgewinde, die sind im allgemeinen
> nicht selbsthemmend).

Kugelgewinde Isel 16*4mm

Hier das andere Ende der Spindeln:

http://www.cyrom.org/palbum/main.php?g2_itemId=755&g2_imageViewsIndex=1

Hier eine Gesamtansicht:

http://www.cyrom.org/palbum/main.php?g2_itemId=4935&g2_imageViewsIndex=1

Und hier ein kurzes Video der Maschine in Aktion beim neuen Besitzer des 
Shops kurz bevor einer der Stepper-Endstufen ausgefallen ist:

Youtube-Video "sauuuug"


Michael.

von Alex (Gast)


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Hi,

Den Gedanken hatte ich mir auch schon mal machen müssen.
Ich würde zwei Inkrementalgeber mit Index an die Wellenenden schrauben 
und eine externe Steuerung("Zwischenplatine") bauen, die bei Differenz 
zwischen beiden Encodern abschaltet.
Zur "Initial Synchronisation" muss die Steuerung einen Homing-Betrieb 
können, bei der die Steuerung unabhängig vom Computer die Motore beide 
gleichmäßig drehen kann, bis sie in ihren Encoder-Index laufen. Sobald 
die Absolute Position bekannt ist muss die Steuerung die Position eines 
Motors korrigieren und danach das Kommando an den PC abgeben.
Da diese externe Steuerung die Step/Dir Signale vom PC bekommt und 
weiterleitet könnte sie auch gleich dazu benutzt werden um den 
Steigungsunterschied zwischen beiden Spindeln auszugleichen.
In EMC ließe sich das alles wahrscheinlich ganz gut integrieren.

P.S.: hi Löti ;)

schönen Gruß,
Alex

von Dominik (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Nein, der Vorschlag lautete 2 Motoren und mechanische Synchronisierung
> per Welle oder Riemen. Das mit dem "kaputt nach 2 Monaten" war nur ein
> Hinweis darauf daß man den Verschleiss an den reimen gerne überschätzt.
>
> Der Sync-Riemen muss ja im normalbetrieb keienrlei Kräfte aufnehmen, der
> läuft "leer" mit. Deshalb ist da auch jeglisches Spiel egal solange es
> insgesamt kleiner als 4/2 Vollschritte der Stepper ist.

Ok, jetzt habe ich es verstanden, genauer gesagt muss die Konstruktion 
dann sogar ein "definiertes" Spiel haben, genug damit beide Motoren 
ungehindert ihren Dienst verrichten können, aber gerade wenig genug um 
im "Schlepp- betrieb" das Portal nicht zu verziehen.

Alex schrieb:
> Da diese externe Steuerung die Step/Dir Signale vom PC bekommt und
> weiterleitet könnte sie auch gleich dazu benutzt werden um den
> Steigungsunterschied zwischen beiden Spindeln auszugleichen.

Ja, mit der externen Platine bin ich gedanklich auch noch nicht durch, 
ich habe mal zwei von den China-Encodern aus dem Eröffnungspost 
geordert, wenn se nix taugen kommen die irgendwann zur Drehzahlerfassung 
an den konventionellen Werkzeugmaschinen im Keller zum Einsatz. Aber im 
Moment hoffe ich mal noch, dass das Quadratursignal einigermaßen 
"sauber" ist, dann lassen sich vielleicht über die Flankenwechsel auch 
mehr als die 400 "Pulse" auslesen und eine Kompensation der 
Spindelabweichung würde mit 1600 "Schritten" schon im Bereich des 
sinnvollen liegen.

Mal abwarten...

Gruß Dominik

von Christian B. (luckyfu)


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Ich hab meinen 3D Drucker mit 2 Z-Spindeln ausgerüstet. Beide haben 
einen eigenen Motor, beide sind über Zahnriemen verbunden. Tut man dies 
nicht verzieht sich das Gerät im stromlosen Zustand bei Krafteinwirkung.
Wenn du die Motoren jedoch mechanisch koppelst musst du das auch 
elektronisch tun.
Dafür gibt es mehrere Wege: der einfachste ist: Einen Treiber, beide 
Motoren Parallel (!) an diesen klemmen, fertig.
der andere: Jeder Motor bekommt einen eigenen Treiber, beide Treiber 
erhalten die selbe Spannung und die selben Ansteuersignale.
Der Zahnriemen muss gespannt sein (Bei Mädler gibt es ein onlinetool zur 
Berechnung) damit das funktioniert.

Das elektronisch nachzukorrigieren ist mit Sicherheit aufwändiger, als 
die Zahnriemenlösung. Die geht nur nicht, wenn die Spindeln 
entgegengesetzt drehen, das hoffe ich aber mal nicht.
Einen Zahnriemen kann man auch, entsprechende Umlenkpunkte 
vorrausgesetzt, um die Ecke legen, was der Flexibilität durchaus 
zuträglich ist. Unendlich lang kann man sie aber nicht machen.

von Alex (Gast)


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Moin,
Was kosten denn diese chinesischen Encoder?
Ich nutze die WEDL5541 Encoder von Nanotec in einer anderen Anwendung 
und die funktionieren ganz gut. Die haben 1000 Striche (4000 counts / 
Umdrehung) und ein Index Signal. Der RS422 Treiber ist schon drinnen. 
Habe gesehen, dass die bei Nanotec inzwischen 70€ kosten - evtl. gibt es 
die auch woanders?

Die mechanische Koppelung oder Koppelung über Parallelschaltung wäre für 
mich keine Option, weil der Steigungsunterschied "normaler" 
Kugelgewindespindeln schon recht groß sein kann.

schönen Gruß,
Alex

von Stephan H. (stephan-)


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Christian B. schrieb:
> Ich hab meinen 3D Drucker mit 2 Z-Spindeln ausgerüstet. Beide haben
> einen eigenen Motor, beide sind über Zahnriemen verbunden. Tut man dies
> nicht verzieht sich das Gerät im stromlosen Zustand bei Krafteinwirkung.

Kein Wunder bei den fragilen Konstruktionen. Vermutlich wiegt bei uns 
das Portal so viel wie der ges. 3D Drucker. :-)
UND NEIN mit einem Zahnriemen genug Vorspannung zu haben um 1m zu 
überbrücken ist alles andere als trivial. Da ensteht so viel Kraft das 
die Fest/Loselager, das die nicht lange halten werden. UND da kommt dann 
schon das Problem mit den Schwingungen des Zahnriemens auf den Tisch. 
Also alles nicht so ganz ohne. Bei den 10cm Deiner Z Achse  ist das 
Spielerei.

von Dominik (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Ich hab meinen 3D Drucker mit 2 Z-Spindeln ausgerüstet. Beide haben
> einen eigenen Motor, beide sind über Zahnriemen verbunden. Tut man dies
> nicht verzieht sich das Gerät im stromlosen Zustand bei Krafteinwirkung.

Mein 3D-Drucker hat sogar 3, Spindeln in der Z Achse, aber nur einen 
Motor. Sind aber 12x3er Trapezgewinde. Alles über Riemen verbunden. 
Gedruckt habe ich mit kleiner Druckplatte auch lange mit einer, klar die 
übliche Aufhängung ist „wackelig“ aber fürs Drucken hat’s gelangt, 
seitdem die massive 10mm aluplatte drin ist geht‘s aber nur noch mit 
dreien.

Da man pro Druck auch nur einmal hoch und runter muss, langte mir da die 
„einfache“ variante mit tr-spindeln, so stürzt der Tisch auch nicht ab 
wenn der Strom ausfällt...

Alex schrieb:
> Moin,
> Was kosten denn diese chinesischen Encoder?

direkt aus china <10euro ;-)

von Alex (Gast)


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Hi,

Bei dem Preis wirklich verlockend!
Im PDF steht nichts vom Index Signal, aber auf der Shop-Seite steht was 
von A,B,Z. Das wäre evtl. zu klären ob da nun ein Index vorhanden ist 
oder nicht...
2014 habe ich meine Encoder bei Nanotec für 42 € gekauft - jetzt 68€ ist 
schon irgendwie dreist.
Such bei Aliexpress mal nach "CALT Micro Optical Encoder Module". Die 
sind den Nanotec Dingern sehr ähnlich - aber gibt es keine 5/6.35mm 
Bohrung zur Auswahl. Vielleicht ja auf Nachfrage...

schönen Gruß,
Alex

von Dominik (Gast)


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Hallo,
ein kleiner Zwischenbericht: Der erste Encoder aus CN ist eingetroffen,
auf Grund begrenzter Zeit nur ein sehr rudimentärer Testaufbau (Bild 
66), lässt aber hoffen:

Der Getriebemotor sollte mit 150 upm laufen, gemäß Bild 67 ist die 
Periode aber nur 896us lang, also läuft er im Leerlauf mit ~167 upm.
Die Periodenlänge springt deutlich, schiebe ich vorerst auf den 
Getriebemotor, der "hört" sich auch schwer nach "unrund" an. Ist mit 
Sicherheit auch weder ein Präzisionsgetriebe drin noch würde das Teil 
ohne Getriebe rundlaufen ;-)

Aber: die Flankenwechsel der beiden Signal stehen sauber 1/4 und 1/2 
versetzt zur Gesamtperiode, damit lässt sich bei Auswertung aller 
Flankenwechsel wahrscheinlich eine Auflösung von 1600 Digits pro 
Umdrehung realisieren, das würde mir - wie oben erwähnt - genügen.
(Macht rechnerisch 3.125*10^-3 mm für die Positionsbestimmung)

Die Verarbeitung scheint auch äußerlich gar nicht so schlecht zu sein,
hoffentlich kein Glückstreffer.

Denke ich werde die Encoder zum Verbau vorsehen und mal gucken wie sich 
das in der Praxis ausgeht.

Ein Indexsignal ist übrigens nicht vorhanden.

Gruß Dominik

von Dominik (Gast)


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Hallo,
leider hat es etwas gedauert, aber allmählich geht es mit der Fräse auf 
die Zielgerade. Der Maschinenrahmen ist letzte Woche fertig geworden und 
jetzt extern zum Überfräsen der Flächen und Bohren der Kernlöcher für 
die Lager und Linearführungen.

Damit kommt die Problematik der Synchronisation der beiden Achsen wieder 
ein Stück näher...

Mir ist da noch was eingefallen (ungeachtet des Mehrwertes wenn ich 
Encoder nehme):
Das in Reihe schalten der Schrittmotore selbst ist ja bereits oben 
diskutiert und verworfen worden, was aber gehen sollte ist doch das in 
Reihe schalten der Eingänge der Endstufen.
Somit wäre ja zumindest, bis auf den Fall, dass eine der Endstufen 
"intern" ausfällt die Gefahr gebannt, dass ein Motor blockiert und der 
andere das Portal verzieht.

Wie würdet Ihr das in Reihe schalten lösen, einfach 10V auf die 
Reihenschaltung der Optokopppler geben und dann mit einem Transistor 
oder Mosfet auf GND ziehen? Oder bedarf es da wohl etwas mehr Elektronik 
um die 16mA max. nicht zu überschreiten?

Gruß Dominik

von Michael B. (laberkopp)


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Dominik schrieb:
> Somit wäre ja zumindest, bis auf den Fall, dass eine der Endstufen
> "intern" ausfällt die Gefahr gebannt, dass ein Motor blockiert und der
> andere das Portal verzieht.

Nein.

Es gibt viele Arten von Ausfall.

von georg (Gast)


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Dominik schrieb:
> die Gefahr gebannt, dass ein Motor blockiert und der
> andere das Portal verzieht.

Wenn das nicht nur einfach eine Blockade ist, sondern zu einem 
bleibenden Schaden führen kann, wird es kompliziert - die Überwachung, 
ob sich die Mechanik (!) synchron bewegt könnte aufwendiger werden als 
der Antrieb selbst, z.B. Encoder an beiden Antrieben und eine 
elektronische Überwachung.

Besser wäre es, konstruktiv zwar nicht das Blockieren, aber auf jeden 
Fall einen Schaden auszuschliessen.

Michael B. schrieb:
> Nein.
>
> Es gibt viele Arten von Ausfall.

Sogar nicht-elektrische. Läuft ein Antrieb schwerer, z.B. durch Schmutz 
oder Späne, könnte dieser Motor Schritte verlieren, der andere nicht, 
und so wird alles noch viel schlimmer.

Georg

von Dominik (Gast)


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georg schrieb:
> Besser wäre es, konstruktiv zwar nicht das Blockieren, aber auf jeden
> Fall einen Schaden auszuschliessen.

Prinzipiell bleibt wahrscheinlich nur die Variante mit den Encodern
auf der jeweils gegenüber liegenden Spindelseite, eine Reduzierung der 
Vorschubkraft unter die maximale Belastbarkeit der Linearlager bei 
Torsionsbeanspruchung würde ja den konstruktiven Vorteil des Systems 
eliminieren.


Ich denke mal die Reihenschaltung verhindert zumindest das 
Kabel-Ab-Problem,
ist aber dann auch eher den Aufwand nicht wert, wenn die Encoder eh 
Pflicht sind... Danke.

Ich denke ich werde die Encoder-Lösung dann so umsetzen:
Pflicht:
- Eigene Platine mit eigener CPU (ein Attiny sollte reichen)
- Error-Ausgang Active Low, mit PullDown (für den Fall des 
Stromausfalles der Platine)
- Signaleingänge für Puls/Richtung
- Signalausgänge für Puls/Richtung/vllt. Enable
- Encoder-Eingänge für die beiden Antriebe
- Einfacher Abgleich vom Pulseingang zum Encodereingang mit Trennung der 
Pulsfolge bei Abweichungen
Kür:
- Datenschnittstelle zur Positionsabfrage


Gruß Dominik

von Dominik (Gast)


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Hallo,
leider geht der Baufortschritt schleppend voran (was aber noch vornehm 
ausgedrückt ist), auf Grund wetter abhängiger dringender Sanierungen am 
Eigenheim ist im Moment leider Baustopp an der Fräse. Als kleines Update 
ein Paar Bilder wie sie jetzt dasteht. Hoffe im Winter geht es dann 
weiter.

Gruß Dominik

von Alex (Gast)


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Moin,

Gibt es hier eigentlich Neuigkeiten?

schönen Gruß,
Alex

von Schubs (Gast)


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Dominik schrieb:
> Hallo,
> leider geht der Baufortschritt schleppend voran (was aber noch vornehm
> ausgedrückt ist), auf Grund wetter abhängiger dringender Sanierungen am
> Eigenheim ist im Moment leider Baustopp an der Fräse. Als kleines Update
> ein Paar Bilder wie sie jetzt dasteht. Hoffe im Winter geht es dann
> weiter.
>
> Gruß Dominik

Hi Dominik,

Du bist kein Mechaniker, oder doch? Hast du mal nachgesehen wie so etwas 
professionell gebaut wird? Ich bin kein Mechaniker, aber die 
Konstruktion sieht für mich unstimmig aus.

von dreher (Gast)


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Professionell sieht das so aus:
https://www.dittmar-werkzeuge.de/Optimum-OPTImill-FU-5-600-HSC-24-Premium-CNC-Fraesmaschine-3511386.html

Aber von den ganzen Bastelfräsen, von denen Bilder und Beschreibungen im 
Netz zu finden sind, scheint das hier gezeigte Exemplar schon eines der 
Besseren zu sein. Also sogar deutlich am oberen Ende der Selbstbauten 
würde ich sagen. Was scheint dir daran unstimmig zu sein?

von Goldesel (Gast)


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von moep (Gast)


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Goldesel schrieb:
> kostet ja nur 248.693,34 €

Schön bei dem Preis auch der Button "Instant-checkout mit AmazonPay" :D

von Alex (Gast)


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dreher schrieb:
> Professionell sieht das so aus:
> 
https://www.dittmar-werkzeuge.de/Optimum-OPTImill-FU-5-600-HSC-24-Premium-CNC-Fraesmaschine-3511386.html

Das ist genaugenommen doch gar keine Gantry Maschine!
Die hat nur eine Vorschubspindel in der Mitte und nicht wie bei Gantry 
üblich zwei separate außen. Das Werkstück steht auch nicht unter der 
Portalbrücke sondern davor.

https://www.stuermer-maschinen.de/fileadmin/_processed_/4/a/csm_a8xJaZm_oaGBUF_o2_7r7xcMS0CHtJPHSdnLLbX1RDU__e52d25aed7.jpg

Professionell wird das gemacht mit zwei separaten Regelkreisen mit 
Glasmaßstab auf jeder Seite... mechanische Synchronisierung zwishcen den 
Spindeln gibt es dann nicht.

schönen Gruß,
Alex

von Dominik (Gast)


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Hallo,
auf Grund der aktuellen Situation ist die Fräse so gut wie fertig 
inklusive Spanntisch, Vakuumpads, MMS, etc. fehlen noch ein paar 
Kleinigkeiten und die Portalüberwachung ;-) Hab mich schlussendlich für 
Mach3 entschieden nachdem ich eine paar Versuche mit dem neuen Teensy 
4.0 gemacht habe... Spannend war die Kreisinterpolation in double und 
Echtzeit, da geht mächtig was, aber das ist ein anderes Kapitel.
Portal wird derzeit mit Slave-Achse und eigenen Endschaltern 
ausgerichtet, die Wiederholgenauigkeit auf 400 mm Breite lag nach 1/100 
Messuhr bei einem halben Zählerwert, sehr zufriedenstellend.
Die Steuerung und die Antriebe für die 4. und 5. Achse sind auch schon 
verkabelt.
Mit den Ergebnissen bin ich mehr als zufrieden, auch Stahl und 
hochfestes Aluminium funktioniert ohne „Gekreische“.
Die Konstruktion ist eher über- als unterdimensioniert. Das Werkstück im 
Anhang wurde aus 30er Gussaluminium gefräst, 6er Fräser bei 24000 upm. 
Zustellung 6 mm.

Gruß Dominik

von Stephan (Gast)


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Dominik schrieb:
> Portal wird derzeit mit Slave-Achse und eigenen Endschaltern
> ausgerichtet, die Wiederholgenauigkeit auf 400 mm Breite lag nach 1/100
> Messuhr bei einem halben Zählerwert, sehr zufriedenstellend.

Na das kommt mir ja sehr bekannt vor. Schön ist sie geworden.

von Stephan (Gast)


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Wie hast Du das mit den Endschaltern gelöst?  Die müssen ja dann 
sozusagen auf den 1/100 justiert sein um dann letztlich das Portal im 
rechten Winkel zu den Seitenwangen zu haben. Ich hatte für meine Platine 
mit der Lichtschranke eine kleine Halterung aus Kunststoff gefräst. 
Diese läßt sich dann mit einer Stellschraube an der Seitenwange in 
Längsrichtung verstellen.

von Dominik (Gast)


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Ja, bin auch mehr als zufrieden.
Die Aufspannplatte war so das erste Teil wo es richtig Spaß gemacht hat 
mal nicht selber anreißen, bohren, scheiden zu müssen. Das Gewinderaster 
hat die Anlage selbst gefräst, die paar hundert Gewindeeinsaetze waren 
dann natürlich wieder Handarbeit 😉

von Dominik (Gast)


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Noch etwas unordentlich, steht aber schon recht nett da.

von Michael H. (mueckerich)


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Respekt, sieht sehr stabil aus.

von Dominik (Gast)


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Die Endschalter sitzen in Aluminium Halteplatten mit M12x1 Gewinde. Pro 
Winkelgrad ergeben sich dann knapp 3/1000 mm Einstellweg. Habe die 
Schalter grob voreingestellt und mir
ein CNC Programm geschrieben, das die Achse immer wieder ausgerichtet 
und dann mit Messuhr einen Prazisionswinkel angefahren hat.
Dauert etwas, aber funktioniert tadellos. Allerdings muss man etwas 
gefühl haben, damit die Kontermutter immer gleich fest sitzt.
Grundsätzlich sollte man sich zum Ausrichten der Achsen besser einen 
guten Tag Zeit nehmen. Dafür stimmen dann später auch die Ergebnisse. 
Bei dem Teil oben saßen die 20er Passung auf Anhieb saugend auf den 
Wellen.
Auflösung liegt bei allen Achsen etwa bei 3/1000 mm. Die 
Wiederholgenauigkeit der Schalter liegt meist bei 0 Schritten, seltener 
bei einem Schritt, damit ist die Winkelabweichung max. 3/1000 auf 400 
mm. (ja, im Worst case x2, ich weiß😉) Dass der Winkel an der Machine 
passt konnte ich praktischerweise in unserer Firma an einer Zeiss 3D 
Messmaschine anhand von Testteilen prüfen.
Aber eine gute Messuhr und ein guter, ausreichend großer Winkel tut es 
natürlich auch.

Gruß Dominik

von Stephan (Gast)


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Wie ich sehe detektieren die das Alu vom Portal sauber? Dann schaue ich 
mir das auch noch mal an. Ich war damals nicht sicher ob das mit Alu 
geht  und teuer waren die ja auch. Deswegen habe ich damals die LS 
genommen.
Welche Schalter hast Du genommen?

von Dominik (Gast)


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Michael H. schrieb:
> Respekt, sieht sehr stabil aus.

Danke, wiegt auch mittlerweile ein paar hundert kilo, auf den Untertisch 
ist Sie nur noch mit Wagenhebern gekommen. Ohne Portal und Spanntisch
ging es so gerade noch mit einem Freund, wobei die Freundschaft dann 
doch etwas gelitten hat 😉

Wie gesagt, Stahl fräsen ist kein Problem, Edelstahl geht mit etwas 
vorsicht auch. Limitierender Faktor ist hier auch eher die Spindel.

Gruß Dominik

von Dominik (Gast)


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Stephan schrieb:
> Wie ich sehe detektieren die das Alu vom Portal sauber? Dann
> schaue ich mir das auch noch mal an. Ich war damals nicht sicher ob das
> mit Alu geht  und teuer waren die ja auch. Deswegen habe ich damals die
> LS genommen.
> Welche Schalter hast Du genommen?

Sind die Standard Naeherungsschalter, die es bei e**y für kleines geld 
gibt,
ich habe die npn mit 4mm schaltabstand. ich glaube hersteller omron. 
kann aber nochmal nachsehen.
ja, alu geht, in der Firma habe ich damit einen roboter ausgestattet. da 
geht es um zeitvorteile, wesentlich höherer geschwindigkeit beim 
Anfahren.
Da habe ich in das Alu noch Metallstifte eingesetzt weil das 
Schaltsignal auf dem Osi dann gefühlt doch noch etwas steiler war.

Gruß Dominik

von Stephan (Gast)


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Hast Du das Signal der Endschalter noch konditioniert (aufbereitet) ?

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Dominik schrieb:
> Sind die Standard Naeherungsschalter, die es bei e**y für kleines geld
> gibt,
> ich habe die npn mit 4mm schaltabstand. ich glaube hersteller omron.
> kann aber nochmal nachsehen.
> ja, alu geht, in der Firma habe ich damit einen roboter ausgestattet. da
> geht es um zeitvorteile, wesentlich höherer geschwindigkeit beim
> Anfahren.
> Da habe ich in das Alu noch Metallstifte eingesetzt weil das
> Schaltsignal auf dem Osi dann gefühlt doch noch etwas steiler war.

Schöne Fräse :-)

Bei (induktiven) Näherungsschaltern und Zerspanung bin ich allerdings 
immer vorsichtig. Ich habe damals für meinen CNC-Plasmaschneider 
induktive Geber genommen, die dann allerdings in kleine Röhrchen mit 
etwa 10cm Länge "eintauchten", um die "Referenzfläche" (also die Fläche, 
an der referenziert wird) sauber zu halten.

Für meine Fräse wurden es dann ganz normale mechanische 
Qualitätsschalter der Fa. Euchner und passende Nocken: äußerst robust 
und weitgehend unempfindlich gegen Späne.

Diese Schalter sind äußerst genau: hier an meinem CNC-Drehautomat 
referenzieren die ohne Probleme wiederholbar auf 0,0005mm genau (alles 
andere wäre bei einem Präzisionsdrehautomat auch nicht "günstig" ;-).
Die Schalter (z.B. NB01K) gibt es auch übereinander kaskadierend, so 
dass man direkt den Not-Halt mit bedienen kann.

Das nur so als Tipp, falls jemand den Unsinn behauptet, mechanische 
Schalter wären ungenau ...

: Bearbeitet durch Moderator
von Dominik (Gast)


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Stephan schrieb:
> Hast Du das Signal der Endschalter noch konditioniert (aufbereitet) ?

Ja, habe den ESS im Einsatz und an jedem Port eine eigene Erweiterungs-
platine. Für die Sensoren ist es eine Kombination aus 100n + Pullup, das
Signal wandert dann noch durch einen Optokoppler bevor es am ESS landet.
Bei mir laufen die Sensoren mit 12V, da ich die Spannung auch für die 
Spindelkühlung nutze, entsprechend niederohmig ist mein PU.
Standard wären 24V.
Fairerweise muss ich zugeben, dass der FU der China-Spindel trotzdem 
Fehlauslösungen produzierte, da die Schwingungen in die 5V Versorgung
gelangt sind. Dies ließ sich allerdings schnell durch einen 
Ferritkern(Amidon), auf dem ein paar parallele Windungen der 5V 
Versorgung liegen, lösen. Dann lief es ohne Probleme. Zusätzlich ist 
mittlerweile noch ein Netzfilter zwischen FU und Versorgung, damit sind 
die Signale jetzt absolut sauber. Der Fu sitzt sogar mit im 
Schaltkasten, keine Probleme bisher. Die einzige geschirmte Leitung ist 
übrigens der Drehstrom für die Spindel. Da habe ich im Keller am Plasma 
ganz andere Klimmzüge machen müssen. Aber darüber gibt es mal irgendwann 
einen separaten Thread.

Chris D. schrieb:
> Bei (induktiven) Näherungsschaltern und Zerspanung bin ich allerdings
> immer vorsichtig. Ich habe damals für meinen CNC-Plasmaschneider
> induktive Geber genommen, die dann allerdings in kleine Röhrchen mit
> etwa 10cm Länge "eintauchten", um die "Referenzfläche" (also die Fläche,
> an der referenziert wird) sauber zu halten.

Ja, der Hinweis ist berechtigt, ich kontrolliere die Sauberkeit auch 
immer bevor ich die Referenzfahrt starte. Das Portal schirmt nach hinten 
den Späneflug aber schon recht gut ab. Allerdings habe ich auf der 
Vorderseite die gleiche Konstruktion, hier werde ich noch POM-Röhrchen 
und Metallköpfe nachrüsten, da diese Schalter als Hardlimit dienen, wäre 
ja ärgerlich wenn mir eine vorbeifliegender Span mal in voller Fahrt das 
Programm abwürgt.
Das mache ich aber zusammen mit den Spindelencodern. Habe die o.g. 
übrigens an einem Pick`n Place System verbaut. Funktionieren seit 
Monaten einwandfrei, man darf nur nicht versuchen Sie mit 5V zu 
betreiben, dann schalten Sie das Signal nicht mehr sauber durch :-)
Somit sind die Nachteile der Schalter genannt, sie haben aber auch viele 
Vorteile: Bei dem o.g. Roboter habe ich monatelang tote Reed-Schalter 
und mechanische Endschalter getauscht, irgendwann habe ich die alle 
rausgeschmissen und durch die Näherungsschalter ersetzt. Jetzt ist Ruhe. 
Die halten gefühlt ewig und sind auch relativ robust wenn man nicht am 
Kabel dreht ;-)

Gruß Dominik

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Dominik schrieb:
> Somit sind die Nachteile der Schalter genannt, sie haben aber auch viele
> Vorteile: Bei dem o.g. Roboter habe ich monatelang tote Reed-Schalter
> und mechanische Endschalter getauscht, irgendwann habe ich die alle
> rausgeschmissen und durch die Näherungsschalter ersetzt. Jetzt ist Ruhe.
> Die halten gefühlt ewig und sind auch relativ robust wenn man nicht am
> Kabel dreht ;-)

Absolut - ich habe mir damals auch 30(?) Stück bestellt - die benötigt 
man ja immer mal und sie lassen sich durch die langen Gewinde auch schön 
einstellen.

Übrigens: gute mechanische Schalter halten auch Ewigkeiten. Meine 
Spinner SB-CNC ist jetzt über 30 Jahre alt und hat noch den ersten Satz 
End- und Referenzschalter. Auch, dass sie nach 30 Jahren immer noch 
unverändert im Programm sind, zeigt die Qualität.

Dafür sitzt so ein China-Näherungsschalter nun an der 
Hauptspindelindexierung. :-)

P.S.: Vielleicht könntest Du noch etwas zur MMS schreiben bzw. Fotos 
hochladen. Ich habe zwar schon eine, aber für meine neue suche ich noch 
weitere Anregungen :-)

von Stephan (Gast)


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Hmmm da muss ich noch mal in Ruhe in mich gehen. Ich arbeite ja mit 
Reflexlichtschranken an 5V. Diese gehen direkt auf die Steuerung vom 
Parallelport klar ein HC244/245 ist dazwischen, ändert aber nix. Na mal 
schauen, wann ich mal dazu komme. Die steht ja seit 3 Jahren in der Ecke 
:-(

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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So, nun zum eigentlichen Problem ;-)

Dominik schrieb:
> Wenn ich nun die Pulse auf beiden Seiten über einen separaten (weil
> sicherheitsrelevanten) µC mitzähle und vergleiche könnte man ja bei
> einer Differenz von >=2 Schritten z.B. die Enable-Eingänge der Endstufen
> abschalten und ein Not-Halt Signal an den Hauptkontroller ausgeben.
> Damit würde da Portal dann rechnerisch um maximal 0,003° "verkanten" und
> da wird die Steigungsabweichung zwischen den beiden Spindeln schon um
> Potenzen schlimmer sein.

Die Idee der separaten Überwachung finde ich gut - würde ich wohl so 
machen.

Man könnte noch überlegen, den Controller einzusparen, und "klassisch" 
mit Logik-ICs (oder einem EPROM) zu arbeiten. Auch damit könnte man so 
kleine Abweichungen detektieren und das Ganze wäre nochmal robuster und 
damit sicherer.
Immer µC ist ja auch langweilig :-)

von Dominik (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Die Idee der separaten Überwachung finde ich gut - würde ich wohl so
> machen.

Ja, ist auch so entschieden, habe auf beiden Y-Spindeln schon 
Riemenscheiben montiert (inkl. Riemen natürlich). Die beiden Encoder 
werde ich mit einem kleinen 8bitter Überwachen, während der 
Referenzfahrt wird der im Reset gehalten und nullt sich dann am Ende, ob 
ich die Gangdifferez nur auswerte und ein Stopsignal setze oder noch 
eine Anzeige dran mache weiß ich noch nicht.

Generell habe ich auch nichts gegen Logik IC‘s...

von Dominik (Gast)


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Stephan schrieb:
> Ich arbeite ja mit Reflexlichtschranken an 5V.

Kein Problem, im Anhang meine Variante eines GRBL „shields“, hier 
arbeiten die Sensoren mit 24V. Die haben auch einen internen Pull-up, 
den kann man aber z.B. mit ner Zenerdiode auf 5V runterziehen. Sobald 
die Auslösen ziehen die gegen Masse (wohl gemerkt NPN Variante). Hier 
sind noch 4011 logik-ic‘s dazwischen, die haben aber nur den Zweck, da 
ich zwei Sensoren pro Achse hatte +/- Limit und Home. Der Arduino aber 
nur einen Eingang pro Achse. Mit den IC‘s decke ich auch den Fall Sensor 
fehlt/Kabelbruch ab.
Viel Saft brauchen die auch nicht, ne kaskadierte Ladungspumpe reicht, 
falls man die 12 oder 24v nicht separat bereitstellen will. Habe ich bei 
den Encodern auch gemacht als ich gemerkt habe, das die eben nicht 
zuverlässig bei 5V arbeiten und der Rest vom Schaltschrank leider schon 
fertig war ;-)

Gruß Dominik

von Dominik (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Übrigens: gute mechanische Schalter halten auch Ewigkeiten.

Klar, kommt auch immer auf den Anwendungsfall an. Bei dem Roboter habe 
ich pro 4-5 Sekunden bei 4 Schaltern je eine Auslösung (Endlagen). Und 
der läuft meist 2 schichtig. Bei ner ordentlichen CNC brauche ich die 
Schalter genau einmal pro Neustart und wenn man nicht dauernd in die 
(Hard)-Limits reinfährt danach bis zum nächsten Start nicht mehr. Aber 
der Roboter zeigt halt wie ewig lange die Dinger halten, ist ja auch 
keine Mechanik drin, die verschleißen kann. Daher überlege ich auch ob 
ich den Werkzeuglaengensensor so mache, allerdings dann gekapselt. 
Ausgelöst wird dann durch einen federvorgespannten Metallzylinder. Der 
eigentliche Sensor ist dann im inneren und sieht nie Späne oder 
Kühlflüssigkeit. Bislang stört mich noch die Bauhoehe, habe auch welche 
in 8mm, die sind schon deutlich kleiner, aber wahrscheinlich komme ich 
trotzdem nicht um eine Wippe herum, dann habe ich aber wieder 
potentielles Spiel durch die Drehachse, na ja ist nicht die dringlichste 
Baustelle...

Die MMS ist nix besonderes, quick and Dirty, siehe Anhang.

Gruß Dominik

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Dominik schrieb:
> Die MMS ist nix besonderes, quick and Dirty, siehe Anhang.

Danke für das Foto :-)

Ok, dann sieht das so aus wie bei mir im Moment.

Wieviel Durchsatz an KSM hast Du etwa pro Stunde und wie sieht Deine 
Sprühlanze im Schnitt aus?

Hier bin ich auf meinem Drehautomaten bei Edelstahl und Fettalkoholen 
runter bis auf 40ml/h, ohne vergrößerten Schneidenverschleiss oder eine 
schlechte Oberfläche zu erhalten. Darunter wird es schwierig, einfach 
weil der Sprühstrahl zu ungenau ist und man immer noch zu große Verluste 
hat.

Ich möchte daher gerne eine MMS bauen, die ganz ohne Druckluft arbeitet 
(oder genauer: ohne Zerstäubung per Druckluft), sondern nur das Mittel 
selbst durch hohen Druck zerstäubt bzw. einen präzisen Strahl genau auf 
die Scheide erlaubt. Darüber sollte man noch deutlich unter 20ml/h 
kommen.

Mal sehen, was die ersten Versuche ergeben.

von Dominik (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Wieviel Durchsatz an KSM hast Du etwa pro Stunde und wie sieht Deine
> Sprühlanze im Schnitt aus?

Dass ist in der Tat eine schwierige Frage, bei weichem Alu deutlich mehr 
als bei gut spanbaren Gueten. Bei Edelstahl-Bearbeitung würde ich schon 
gar nicht mehr von MMS sprechen. Je nach geometrie hat man natürlich den 
Vorteil, dass sich auf der Fraese Pfuetzen bilden, an der Drehe geht das 
ja nicht. Wobei ich auf meinen beiden Drehmaschienen meist trocken 
bearbeite, bei VA mache ich nur einen tropfen öl auf die Schneidplatte 
damit es keine kaltverschweissungen gibt und bei alu fürs schlichten 
etwas wd40, damit die of schön glänzt.

Aber um die Frage zumindest etwas in Zahlen auszudrücken: das oben 
gezeigte Fraesteil ist 30 dick, ich hatte aber nur einen Alufraeser mit 
20mm schnittlange. Deswegen musste ich die Aussenkontur Wirbelfräsen und 
die mms mit luftüberschuss fahren um die späne aus der nut zu holen. 
Fürs Fraesen ist die Druckluft also durchaus willkommen.
Material ist 7075 (zugfestigkeit ähnlich st52), fraesdauer ca. 1,5h, 
verbrauch kss in 1/20 mischung etwa 300 ml.

Ich habe im Moment noch das Problem,
dass sich an der Lanze vorne (bei Alu) feine Späne ansammeln und den 
Strahl ablenken. Das erhöht den Verbrauch auch unnötig.

Eine MMS ohne Luftanteil lässt sich bestimmt gut mit einem 
Pneumatikzylinder und ner großen „Einweg“-Spritze bauen. Einigermaßen 
offener Zugang und man kann Spritzenweise nachladen oder auf andere 
Schmiermittel umrüsten.
Über den Druckminderer lässt sich dann ja die Kraft auf die Spritze 
recht gut einstellen.
Den Zerstäuber für derart kleine Mengen würde ich aber wohl zukaufen. 
(und die kss mischung vorher filtern)

Gruß Dominik

von Dominik (Gast)


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Heute hat der Paketbote meine Aluminiumvorräte aufgebessert,
unter anderem auch das Rohmaterial
für die Encoderhalterungen.

Da freu ich mich aber😉

Dann ist die Fräse ja bald komplett.

Gruß Dominik

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